§210.  Постулаты Бора

Первая попытка построить качественно новую — квантовую — теорию атома была предпринята в 1913 г. датским физиком Нильсом Бором (1885—1962). Он поста­вил перед собой цель связать в единое целое эмпирические закономерности ли­нейчатых спектров, ядерную модель атома Резерфорда и квантовый характер излуче­ния и поглощения света. В основу своей теории Бор положил два постулата.

Первый постулат Бора (постулат ста­ционарных состояний): в атоме существу­ют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состоя­ниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн.

В стационарном состоянии атома элек­трон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие ус­ловию

m_evr_n = nh    (n=1, 2, 3, ...), (210.1)

 

 

337

где m_e — масса электрона, v — его ско­рость по n-й орбите радиуса r_n, h=h/(2p). Второй постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излуча­ется (поглощается) один фотон с энер­гией

hn=E_n-E_m, (210.2)

равной разности энергий соответствующих стационарных состояний (E_n и E_m — со­ответственно энергии стационарных состо­яний атома до и после излучения (по­глощения)). При E_m<E_n происходит из­лучение фотона (переход атома из со­стояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, т. е. переход электро­на с более удаленной от ядра орбиты на более близлежащую), при E_m>E_n — его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е. переход электро­на на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот v = = (E_n-E_m)/h квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атома.